DD281677A5 - Motorgetriebener kraftspeicherantrieb fuer leistungsschalter in klassischer bauweise - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine motorgetriebene Antriebsvorrichtung mit einem Kraftspeicher fuer Leistungsschalter in klassischer Bauweise mit Kniehebelschloszkinematik und Sprungfederwerk, wobei letzteres in eine vorgezogene Einschaltbereitschaftsstellung in UEbertotpunktlage der Schloszfedern bringbar und in dieser Lage ueber den Antriebshebel der Kniehebelschloszkinematik verklinkbar ist. Ziel der Erfindung ist es, eine motorgetriebene Schnellschalteinrichtung zu schaffen, die als nachruestbarer separater Baustein fuer Leistungsschalter in klassischer Bauweise ohne Eingriff in die Schloszkinematik ausgebildet ist und mit geringem Energiebedarf kurze Einschaltzeiten realisiert. Erfindungsgemaesz wird das dadurch erreicht, dasz ueber ein Kurvenschrittgetriebe ein Schubgelenkfuehrungsglied mit Kraftspeicherfedern mittels zweier Verklinkungen so gesteuert wird, dasz bei einer Umdrehung des Vorschubschrittgetriebes das Schubgelenkfuehrungsglied in der Weise betaetigt wird, dasz im Nacheinander der Leistungsschalter vorgespannt wird, die Kraftspeicherfedern gespannt werden, die Kniehebelschloszkinematik mit den beweglichen Schaltkontaktarmen in die vorgezogene Einschaltbereitschaftsstellung sowie das Sprungwerk in seine UEbertotpunktlage gebracht und dort verklinkt gehalten werden. Der Einschaltvorgang wird durch manuelles bzw. elektromechanisches Loesen der Verklinkung des Schubgelenkfuehrungsgliedes ausgeloest. Fig. 1{Motorantrieb; Kraftspeicherantrieb; Leistungsschalter in klassischer Bauweise; Kniehebelschloszkinematik; Sprungfederwerk; Kurvenschrittgetriebe; Schubgelenkfuehrungsglied; Schlitz-Stiftkupplung; Verklinkungen; UEbertotpunktlage}

Description

-2- 281677 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen motorgetriebenen Kraftspeicherantrieb zum Einschalten von Leistungsschaltern in klassischer Bauweise mit Kniehebelschloßkinematik und Sprungfederwerk anzugeben, bei dem letzterer In eine vorgezogene Einschaltbereitschaftestellung bringbar ist. Hierbei wird von einem bekannten Kurvenschrittgetriebe ausgegangen, das direkt auf ein Schubgelenkführungsglied einwirkt, das über eine Schlitz-Stiftkupplung mit der Schloßkinematik verbunden ist. Hierbei soll jedoch eine wesentliche Verringerung der aufzuwendenden Kräfte für Jen Federkraftspeicher erreicht werden. Eine elektrische oder manuelle Betätigung soll unabhängig voneinander Anwendung finden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Drehgelenkkurvenglied des Kurvenschrittgetriebes in einer seiner Relativstellungen verklinkbar ist, daß die Verklinkung aus zwei sich mittels einer Feder gegeneinander abstützende, auf einer gemeinsamen Achse beweglich gelagerte Klinkenhebel gebildet ist, wobei ein Klinkenhebel unter der Wirkung einer Rückzugsfeder mit dem Schubgelenkführungsglied im Eingriff steht und daß das Schubgelenkführungsglied durch die in die Schlitz-Stiftkupplung eingreifende Kraftspeicherklinke verklinkbar ist, wobei beide Verklinkungen derart zusammenwirken, daß bei einer vollen Drehung des Vorschubschrittgetriebes das Drehgelenkkurvenglied das Schubgelenkführungsglied in der Weise betätigt, daß im Nacheinander der Leistungsschalter vorspannbar ist, die Kraftspeicherfedern gespannt werden, die Kniehebelkinematik mit den beweglichen Schaltkontaktarmen in die vorgezogene Einschalibereitschaftsstellung und dabei gleichzeitig das Sprungfederwerk der Kniehebelschloßkinomatik in die Übertotpunktlage bringbar ist, wobei es dort verklingt gehalten wird. Dcmit ist der Leistungsschalter einschaltbereit.

Mittels Druckknoi oder Elektromagnet ist die Kraftspeicherklinke, die das Schubgelenkführungsglied verriegelt hält, entklinkbar. Das Kurvenschrittgetriebe, das normalerweise durch ein elektrisches Antriebsaggregat angetrieben wird, besitzt eine Aufnahme für einen Schlüssel, mit der eine manuelle Betätigung ermöglicht wird. Weiterhin ist es möglich, den Kraftsoeicherantrieb mit einer Kraftspeicheranzeige auszurüsten. Die Schalterstellungsanzeige selbst ist dem Leistungsschalter in klassischer Bauweise zugeordnet.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in Verbindung mit dazugehörigen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: den Kraftspeicherantrieb in der vorgespannten Stellung

Fig..2: den Kraftspeicherantrieb in der vorgezogenen Einschaltbereitschaftsstellung Fig.3: den Kraftspeicherantrieb in der Einstellung

Der Kraftspeicherantrieb Il ist mit seinem Leichtmetallgehäuse 1 an der Frontseite des in klassischer Bauweise ausgeführten Leistungsschalters I befestigt. Für den elektrischen Antrieb ist ein Elektromotor 2 vorgesehen, der fest auf seinem Wellenstumpf 3 den Antriebsmechanismus, einen Exzenter 4, trägt. Auf der Lagerachse 5 befindet sich einerseits das Vorschubschrittgetriebe 6, andererseits das Halteorgan mit Freilaufsperre (nicht dargestellt). Am Drehteil 7 des Vorschubschrittgetriebes 6 ist drehbar gelagert eine Mitnehmerrolle 8 angebracht. Durch eine zusätzliche Kombination mit einem Scheibenkurvengetriebe 10 mit Drehgelenkkurvenglied 11 werden die erforderlichen großen Betätigungskräfte mit einer relativ geringen Antriebskraft erreicht. Das Drehgelenkkurvenglied 11 mit dem starren Mitnehmerbolzen 12 und der den gewünschten Erfordernissen angepaßten Arbeitskurvenbahn 13 hat ihren festen Drehpunkt 15 im Leichtmetallgehäuse 1 senkrecht unterhalb der Lagerachse 5. Um 180" versetzt, oberhalb zum Drehpunkt 15 des Scheibenkurvengetriebes 10 ist im Drehgelenkkurvenglied 11 drehbar die Aufnahmeachse 17 für das aus Teleskopstange 19 mit Teleskopstangenabsatz 20 und Teleskopstangenkopf 22, den Federteller 23, den Kraftspeicherfedern 24 und die Kupplungsstange 25 mit Kupplungsstangenschulter 26 mit Schlitz-Stiftkupplung 27 bestehende Schubgelenkführungsglied 18 angeordnet. Im Leichtmetallgehäuse 1 sind weiterhin zwei Klinkenhebel 31; 34 auf einer gemeinsamen Achse 28 gelagert, die sich über eine Feder 29 gegeneinander abstützen und gemeinsam von einer Rückzugfeder 30 entgegen dem Uhrzeigersinn in eine Endlage brir.gbar sind. Der Klinkenhebel 31 ist an seinem Ende hakenförmig ausgebildet und trägt dort noch zusätzlich eine Anlauffläche 32. Der mit einer Stütze 33 ausgebildete Klinkenhebel 34 trägt an seinem oberen Ende eine Arbeitsfläche 35. Die ebenfalls im Leichtmetallgehäuse 1 drehbar gelagerte Kraftspeicherklinke 36 ist am oberen Schenkel 37 hakenförmig und am unteren Schenkel 38 klinkenförmig ausgebildet. Der obere Schenkel 37 trägt zusätzlich eine Anlauffläche 39 und eine Ablauffläche 40. Die Zugfeder 42 dreht die Kraftspeicherklinke 36 entgegen dem Uhrzeigersinn je nach Schaltzustand gegen eine der beiden Laufflächen 39; 40, Auslösewelle 43 mit Hebel 44 und Zugfeder 45 bilden das Anfangsglied der Entsperrung des Kraftspeicherantriebes II. Der beschriebene Kraftspeicherantrieb arbeitet wie folgt:

Ausgehend von der ausgelösten Stellung des Leistungsschalters in klassischer Bauweise I, d.h., seine Schaltkontaktarme sind geöffnet, die Kraftspeicherfedern 24 des Kraftspeicherantriebes Il wird der Elektromotor 2 in Drehung versetzt. Hierauf erteilt der Exzenter 4 der Schwinge 46 eine gleichsinnige diskontinuierliche Drehbewegung durch Verschieben mit gleicher Amplitude. Das Gesperre 47 des Vorschubschrittgetriebes 6 verklemmt sich dabei zwischen Drehteil 7 Schritt für Schritt in Richtung des Pfeiles A mit. Während der Rückkehrbewegung der Schwinge 46 wird das Drehteil 7 vom Freilaufgesperre des Halteorganes (nicht dargerstellt) in seiner momentanen Stellung gehalten. Das Gesperre 47 und das Freilaufgesperre arbeiten gegenseitig zueinander. Die Mitnehmerrolle 8 am Drehteil 7 des Vorschubschrittgetriebes 6 bewegt sich auf der Arbeitskurvenbahn 13 des Drehgelenkkurvengliedes 11 und erzeugt am Schubgelenkführungsglied 18 eine periodische Bewegung durch Relativbewegung. Diese so erzeugte Gleitbewegung wird zur Betätigung des Kraftspeicherantriebes Il wie folgt genutzt: Die Mitnehmerrolle 8 des Drehteiles 7 bewegt sich im Uhrzeigersinn auf der Arbeitskurvenbahn 13 des Drehgelenkkurvengliedes 11, dadurch erfolgt die Mitnahme des Schubgelenkführungsgliedes 18 rückläufig bis zum größten Ausschlag des Drohgelenkkurvengliedec 11, dabei erfolgt gleichzeitig die Rückführung des Schubgelenkführungsgliedes 18 in die vorgespannte Leistungsschalterstellung, wobei der Stift 49 der Schlitz-Stiftkupplung 27 die Kraftspeicherklinke 36 über die

Anlauffläche 39 im Uhrzeigersinn, entgegen der Zugfeder 42, verdreht. Die Kupplungsstangenschulter 26 hat die über eine Feder 29 kraftschlüssig verbundenen Klinkenhebel 31; 34 freigegeben und kommt nur durch die Wirkung der Rückzugfeder 30 mit seiner Anlauffläche 32 am Mitnehmerbolzen 12 des Drehgelenkkurvengliedes 11 zur Anlage. Fig. 1.

Bei einer weiteren Verdrehung der Mitnehmerrolle 8 des Drehteiles 7 auf der Arbeitskurvenbahn 13 bis zur entgegengesetzten max. Stellung des Drehgelenkkurvengliedes 11 erfolgt durch das Schubgelenkführungsglied 18 im Nacheinander folgender Bewegungsablauf. Die Schlitz-Stiftkupplung 27 schließt sich, die Kraftspeicherfeder 24 wird so weit gespannt, bis sich der Teleskopstangenabsatz 20 an die Kupplungsstangenschultern 26 abstützt, erst jetzt wird der Antriebshebel 50 in die vorgezogene Einschaltbereitschaftsstellung mitgenommen und durch die Kraftspeicherklinke 36, die über die Ablauffläche 40 ihre eigentliche Lage zur Schlitz-Stiftkupplung 27 eingenommen hat, verriegelt. Der Klinkenhebel 31; 34 hat sich mit seiner hakenförmigen Ausbildung hinter den Mitnehmerbolzen 12 des Drehgelenkkurvengliedes 11 gelegt und verhindert dadurch eine Rückführung des Drehgelenkkurvengliedes durch die gespannte Kraftspeicherfeder 24. Die Mitnehmerrolle 8 des Drehteiles 7 bzw. der Antriebsmotor 2 kann frei auslaufen. Die Ausarbeitung 51 an der Arbeitskurvenbahn 13 soll diesen Vorgang begünstigen. Fig. 2.

Durch Verdrehen der Auslösewelle 43 elektrisch oder manuell gibt die Kraftspeicherklinke 36 den Antriebshebel 50 frei und beide Speicher (das Sprungfederwerk und die Kraftspeicherfedern) beschleunigen nun gemeinsam den Antriebshebel 50 und somit die Kniehebelschloßkinematik in Schließrichtung. Während des Schließvorganges wurde zwischenzeitlich von der Kupplungsstangenschulter 26 der Klinkenhebel 34 über seine Arbeitsfläche 35 mitgenommen, also die kraftschlüssige Verbindung über die Feder 29 aufgehoben, weil das Verhältnis der Reibbkraft (R) zwischen Haken 52 des Klinkenhebels 31 und Mitnehmerbolzen 12 des Drehgelenkkurvengliedes 11, von der Kraftspeicherfeder 24 erzeugt, um ein Vielfaches größer isi, als die Kraft der Feder 29, die die beiden Klinkenhebel 31; 34 zusammenhält. Somit kann die kinetische Energie der Kraftspeicherfeder 24 nur in Einschaltrichtung wirksam werden. Erst nach Beendigung des Entspannungsvorganges der Kraftspeicherfedern 24, wo die Reibkraft R aufgehoben ist, wire* über die Feder 29 die kraftschlüssige Verbindung beider Klinkenhebel 31; 34 wieder hergestellt. Fig. 3.

Claims (1)

1. Motorgetriet-v, ιθ<· Kraftspeicherantrieb für Leistungsschalter in klassischer Bauweise zum elektrischen und man*.u Uli Einschalten mit Kniehebelschloßkinematik und Sprungfederwerk, wobei letzteres in eine vorgezogene Einschaltbereitschaftsstellung bringbar ist unc ein vom Motor angetriebenes Kurvenschrittgetriebe direkt auf ein Schubgelenkführungsglied einwirkt, das über eine Schlitz-Stiftkupp'ung mit der Schloßkinematik verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenkkurvenglied (11) des Kurvenschrittgetriebes in einer seiner Relativstellungen verklinkbar ist, daß die Verklinkung aus zwei sich mittels einer Feder (29) gegeneinander abstützenden, auf einer gemeinsamen Achse beweglich gelagerten Klinkenhebel (31; 34) gebildet ist, wobei ein Klinkenhebel unter der Wirkung einer Rückzugsfeder (30) mit dem Schubgelenkführungsglied (18) in Eingriff steht und daß das Schubgelenkführungsglied (18) durch die in die Schlitz-Stiftkupplung eingreifende Kraftspeicherklinke (36) verklinkbar ist, wobei beide Verklinkungen derart zusammenwirken, daß bei einer vollen Drehung des Vorschubschrittgetriebes (6) das Drehgelenkkurvenglied (11) das Schubgelenkführungsglied (18) in der Weise betätigt, daß im nacheinander der Leistungsschalter vorspannbar ist, die Kraftspeicherfedern (24) gespannt werden, die Kniehebelschloßkinematik mit den beweglichen Schaltkontaktarmen in die vorgezogene Einschaltbereitschaftsstellung und dabei gleichzeitig das Sprungfederwerk der Kniehebelschloßkinematik in die Übertotpunktlage A bringbar ist.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine motorgetriebene Antriebsvorrichtung zum elektrischen und manuellen Einschalten von Leistungsschaltern in klassischer Bauweise mit Sprungfederwerk, bei dem die Kraftspeicherfedern gespannt werden und der Antriebshebel nachfolgend in eine vorgezogene Einschaltbereitschaftsstellung gebracht und in dieser Stellung verklinkt wird. Derartige als Zusatzbaustein ausgebildete Kraftspeicherbetriebe werden für Leistungsschalter in klassischer Bauweise eingesetzt, die z. B. als Generatorschalter in Stromerzeugungsanlagen auf eine Sammelschiene geschaltet werden müssen, auf die schon ein oder mehrere Generatoren arbeiten.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Im allgemeinen erhalten Leistungsschalter einen mittelbar wirkenden Antrieb, um sicherzustellen, daß die Schaltungen unabhängig vom Bedienenden immer mit der gleichen Geschwindigkeit erfolgt. Als mittelbare Antriebe werden Sprungantriebe bezeichnet. Bei Sprungantri6ben schließt sich an das Aufladen des Krcitspeichers die Schaltung zwangsläufig an. Bei Speicherantrieben wird nach dem Aufladen des Kraftspeichers die Energie durch einen getrennten Auslösebefohl freigegeben. Die freigegebene Energie des Kraftspeichers wird zur Translation der Schalterbetätigung ausgenutzt. In der DE-OS 2728257 ist ein verklinkbarer Kraftspeicherantrieb beschrieben. Dieser Kraftspeicherantrieb enthält im wesentlichen ein drehbares Federsteuerglied, das ein Verschwenken zwischen zwei Totpunktstellungen in bezug auf die Kraftspeicherfeder ermöglicht, eine mechanisch freiklinkoare Betriebsvorrichtung sowie eine Verbindung zwischen dem Federsteuerglied und der Betriebsvorrichtung in Form einer Stift-Schlitzkupplunq.Sein Nachteil liegt in der Einschaltbereitschaft aus der Ausstellung der Schloßkinematik, wodurch der Kraftspeicherantrieb schon in der Anfangsphase der Einschaltbewegung des Leistungsschalters eine hohe Leistung aufbringen muß (verlängerter Federweg una größere Kraftreserven sind hier erforderlich), was sich nach erfolgter Einschaltung nachteilig auf die Schaltschloßkinematik auswirkt. Ein durch die Oszillation des Schwungrades um seine Totpunktlage hervorgerufenes Problem besteht darin, daß unter bestimmten Bedingungen die Oszillationen das Schwungrad in der Gegenrichtung um eine Strecke bewegen können, die groß genug ist, um eine Beschädigung hervorrufende Kollosion zwiscrw ι Klinke und Gegenlager zu erzeugen. Zur Wiedereinschaltung muß das Abklingen der Oszillationen abgewartet werden, was sich sehr ungünstig auf die Wiedereinschaltzeit auswirkt.

   Weiterhin ist eine Antriebsvorrichtung zursprungartigen Betätigung von elektrischen Schaltgeräten bekanntgeworden, die eine Spannvorrichtung für eine gradlinig wirkende Druckfeder besitzt, deren Energie durch einen Übertragungsmechanismus im Verlauf der Spannbewegung zwangsläufig auf die Schaltwelle zur Einwirkung gebracht wird (DE-AS 24 39837). Eine derartige Anordnung erfüllt jedoch nicht die Bedingungen einer Leistungsschalterschloßkinematik, d. h., eine Auslösung des Schalters z. B. mittels magnetischer oder thermischer Auslöser bei an sich eingeschaltetem Antrieb ist bei einer derartigen Ausbildung nicht möglich.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, eine motorgetriebene Antriebsvorrichtung zur Schnelleinschaltung zu schaffen, die mit geringem Energiebedarf kurze Einschaltzeiten erreicht, in der Herstellung einfach und damit billig ist, bei der Nachrüstung an einen Leistungsschalter in klassischer Bauweise einen geringen Montageaufwand erfordert und ein Eingreifen in die Schaltkinematik des Leistungsschalters in klassischer Bauweise nicht erforderlich macht.